无线通信技术课堂教学论文

2022-04-27 版权声明 我要投稿

摘要:随着无线通信技术的飞速发展,无线网络环境下多媒体信息的传送技术日臻成熟。本文主要采用案例研究法、经验总结法和文献法探究课堂教学中无线传屏技术的应用实践,并提供了PBL学习中的应用范例。今天小编为大家精心挑选了关于《无线通信技术课堂教学论文 (精选3篇)》,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

无线通信技术课堂教学论文 篇1:

无线网络技术课程教学改革思路

近年来,随着无线通信技术的广泛应用,传统网络的已经越来越不能满足人们的需求,于是无线网络应运而生并得到迅速发展。无线网络是网络技术与无线通信技术相结合的产物,尽管目前无线网络还不能完全独立于有线网络,但近年来随着通信技术的飞速发展,无线网络的产品逐渐走向成熟,正以它优越的灵活性和便捷性在网络应用中发挥日益重要的作用。

无线网络技术课程主要介绍无线传输基础知识和各种常见无线网络的原理、协议,并追踪前沿无线网络技术。本课程将介绍无线网络的基本传输技术、无线局域网、无线个人网、无线城域网,移动Ad Hoc网、无线传感器网络以及无线MESH网等无线网络技术及其基本原理。通过学习本门课程,达到让学生在学习到理论知识的同时培养创造性解决问题的能力,能够学会分析和研究无线网络中存在的问题,并运用网络仿真等方法提出解决问题方法。但近年来,随着无线技术的突飞猛进的发展,以往的教学中出现了知识滞后,理论脱离实践等问题,鉴于此,需要对该课程进行相关的教学改革。

经过认真讨论,得出教学改革采取的主要思路如下:

一、教学内容安排

1.课程内容突出对学生动手能力的培养,注重实用技术。

在安排教学内容上,我们力求做到:理论知识以必需、够用为度,注重实用性技术介绍。考虑到本课程的实用性,我们对无线局域网组网相关知识进行较详细的介绍,其目的是使学生通过本课程的学习,具有组建和管理无线网络的能力,并设置相关无线网络实验,锻炼学生的动手能力。

2.分层次组织实践教学。

实践环节十分有助于学生消化和理解抽象的无线网络原理,因此课程组十分重视无线网络实践教学,设计了验证性、设计性、综合性多个层次的实践教学内容,安排课内实验、课外实验、实习等多个实践教学环节,全方位培养学生的实际动手能力和创新能力。

3.根据无线网络技术发展及时适当的修改和更新教学内容。

无线网络技术是一门快速更新的前沿技术,要保持知识和技术发展的持续同步,就必须及时合理的更新授课内容,让课程教授的内容继续保持着技术前沿的位置。

二、教材和参考教材的选用

教材选用和教学内容重组相结合,保证教学内容设计的科学性、前沿性和合理性。在做好教材选用工作的同时,积极编写出版高質量教材以及实验指导教材。

三、教学方式

1.为了更好地实现教学内容的组织思路,在教学过程中,采用案例驱动的主题式教学和基于问题的教学相结合的方式。结合实际案例,使枯燥无味的内容变得生动有趣,消除学生的畏难情绪。

2.课堂教学采用多媒体手段,综合运用多媒体教学课件、网络案例和网上教学资源。

四、考核方法

采用多种形式考核学生的知识掌握程度和实践能力。强调实验考核的重要性,未通过实验考核的学生,其课程成绩直接记录不及格。实验考核由基本训练(自测作业和主题作业)、综合训练(大型作业)和上机实践组成。

五、教学管理

在教学管理上能严格执行、实施上级教育部门、院内教学管理职能部门制订的各种教学管理文件,确保无教学事故和教学管理事故,教学日历、教案、教学总结等资料齐全,教学管理良好。

提出相关思路后,今后的教学中就依照上面的思路进行相关改革,提高学生的学习积极性,通过课程设计等实践性教学环节,使得学生加强对无线网络系统的认识,提高实践创新的能力;使教师能充分地把自己的科学研究引入课程教学内容,积极吸纳先进的科研成果,更新教学内容,从而提高实际的教学效果。

作者:苑春苗

无线通信技术课堂教学论文 篇2:

无线传屏技术优化课堂教学的应用探析

摘要:随着无线通信技术的飞速发展,无线网络环境下多媒体信息的传送技术日臻成熟。本文主要采用案例研究法、经验总结法和文献法探究课堂教学中无线传屏技术的应用实践,并提供了PBL学习中的应用范例。

关键词:无线传屏;优化;PBL

无线传屏技术剖析

1.硬件环境配置

无线传屏是相对于有线传屏而言的,有线传屏是通过数据线将源设备端与输出设备端相连,从而实现将源设备信息在输出设备上演示,如图1所示。

这是当前大多数设备的连接方式,源设备端主要是笔记本电脑、智能手机、平板电脑、台式电脑等,输出设备端则是电视机、投影仪、交互式电子白板等演示工具,两者之间通过传输数据线连接,实现屏幕镜像的传送。

无线传屏则省去了传输线路这部分物理构件,改用无线信号传输,如图2所示。

与有线传屏不一样的是源设备端和输出设备端需要支持无线传输和发送,一般智能手机和笔记本电脑都配备有无线网卡,支持该项功能。对于输出端而言,现在的智能移动设备一般都支持WiFi,若没有无线支持设备,则需加装无线多屏互动传输器(如iPazzPort Cast等),源设备和输出设备在预装了发射端和接收端软件的情况下,可以随时切换身份,从而方便设备使用者的交互。源设备与输出设备之间通过无线信号实现传输,常用的无线传输有红外线、蓝牙、WiFi三种。其中,红外传输抗干扰能力强,但有方向性,不能跨越障碍物,设备移动时常导致传输中断;蓝牙通信技术标准当前还不够成熟,传输速率一般只能在1Mbps以内,传输距离也限制在10米以内,使用过程中受到诸多限制;无线传输协议IEEE 802.11b传输速度为11Mbps,IEEE 802.11g传送速度可以达到54Mbps,IEEE 802.11n不但能实现802.11n向前后兼容,而且可以实现WLAN与无线广域网络的结合,速度可以提高到300~600Mbps,所以使用WiFi完全可以满足当前课堂教学信息传送的要求。

2.软件环境配置

当前有很多品牌的智能电视机都支持无线传屏技术,如海信、长虹等,并且有与之相匹配的传屏软件。我们在源设备端和输出设备端安装相应的发射端软件和接收端软件就可以将源设备端当前的操作内容即时同步到输出设备端,包含声音、视频、图像、动画等多媒体内容。无需穿孔布线,可以随时布置教学场景,并且终端可以在有效范围内随意移动,教学环境更加自由灵活。

运用移动设备实现无线传屏会随着操作系统不同而有所区别,苹果iOS系统下,只需在输出端安装匹配系统的airplay,就可以直接用iPhone、iPad等实现无缝连接;安卓系统下,有很多无线传屏相关应用下载,如我们可以通过在源设备端安装发射端应用mirrorOP Sender,输出端安装mirrorOP Receiver的方式来实现,该软件现在发射端支持的平台有Windwos、MAC、Android、iOS、BlackBerry等,接收端支持Windows、iOS、Android等。

无线传屏技术有效地综合了源设备信息处理能力强和输出设备视听效果优越两方面的优势,当前已应用于商务演示、无线会议和家庭娱乐等方面,在教学领域应用得还不广泛。

无线传屏技术运用于课堂教学的优势

当前主要有四种多媒体学习环境:简易多媒体教学环境(计算机+演示设备或计算机+演示设备+实物展示台)、交互式多媒体教学环境(交互式触摸电视或计算机+交互式电子白板)、多媒体网络教学环境(交互式多媒体教学环境+上网本或交互式多媒体教学环境+iPad)和移动学习环境(智能手机或平板电脑)。随着信息化的不断推进,时下,大多数学校都是基于简易多媒体教学环境和交互式多媒体教学环境开展教学的,在这种环境下,教师通常会被这些问题困扰:①教师或学生的演示过程无法照顾到全体学生,并且无法全程记录。②学生在学习过程遇到的问题无法真实再现,只能借助教师的口头陈述。③生生之间的展示交互往往要移动座位才能实现,既浪费了学习时间,又扰乱了正常的教学秩序。④学习成果呈现借助太多实体工具,增加了教学成本。

无线传屏技术为有上述困扰的教师提供了非常经济实用的解决途径,教师只要在移动设备和演示设备上安装传屏软件,就能顺利地完成屏幕镜像的实时传送,声画能真实呈现。运用无线传屏技术优化课堂教学有如下优势:

①过程演示更加灵活方便,并能记录保存。教师在教学中做演示操作时更加灵活,如理化生学科教师做演示实验时,不再局限于狭窄的讲台,他可以在教室的任意合适位置做实验,借助智能设备多角度地追踪实验过程,即时呈现给学生,如果有必要还可以将整个过程记录下来,方便课中、课后多次观看。

②真实再现学生学习过程中遇到的问题。学生在课堂练习时若出现典型的需要集中解惑的问题,教师可以实时记录,让问题情境再现。

③实时监控记录学生行为。据相关研究分析,在学习过程中,学生的动机激发后往往只能维持8到10分钟,之后出现松懈情绪,这时教师需要采取一定的措施维持学生的学习动机,无线传屏技术可以作为教师课堂管理的辅助工具,再现一些典型的行为加以鼓励和引导。

④方便课堂上师生、生生交互。课堂上,学生遇到问题,可以通过拍照、录音或录像的形式及时地将问题传送给教师或同学,获取帮助;而教师也可以针对学生的个体差异将一些材料呈现给相应的学生。

⑤学习成果呈现更便捷。当前环境下,学生学习成果的呈现是一个棘手的问题。教师竞赛课上,经常看到老师们准备了白板纸、水彩笔、图钉、透明胶等工具,不仅无端地增加了教学成本,耗费了大量的准备时间,而且呈现效果还不好。而运用无线传屏技术,学生只需将设计方案、解题步骤等撰写在普通的草稿纸上,教师就可以随时随地呈现给全班学生,低廉而高效。

⑥减少了繁琐的设备连接工作,操作更加简单。运用无线传屏技术,特别是在源设备与输出设备都支持无线WiFi的情况下,教师通过传屏软件就可以实现屏幕镜像,减少了多媒体演示环境搭建过程中繁琐的设备连接工作,省去了挖孔布线的麻烦,使用多媒体更加简单,从而解放了教师,使他们能更专注于课堂教学。

课堂教学中的典型应用模型

教师根据教学设计的需求,可以灵活地搭建多种基于移动互联的多媒体环境。

在以教师为中心的讲授型课堂上,教师可以搭建演示为主的环境,可以考虑以下组合:①移动设备+支持WiFi的交互式触摸电视(支持WiFi的投影输出设备)。②移动设备+笔记本电脑+输出设备(电视机、投影、交互式电子白板等)。

如果输出设备支持WiFi,这是最理想的硬件环境配置,在这种条件下,我们可以采用方案①,图3所示的是有中间设备的环境。

如输出设备不支持WiFi,可以考虑方案②,在移动设备和输出设备之间增加笔记本电脑,笔记本电脑和输出设备之间的传输线路通过HDMI连接或是通过音频线、VGA线连接,如图4所示。

在以学生为中心的课堂上,教师可以考虑增加移动设备的数量,给学生充分展示自我的窗口,如图5所示。

无线传屏技术应用范例

运用无线传屏技术,在移动互联网络环境下,教师的教学设计和教学组织更加灵活,教师可以根据自己的教学需求,运用无线传屏技术优化教学环节。

在强调自主、探究、合作的新课程理念下,教师的角色转化为学生学习的促进者和引导者。如何激发学生的学习热情,及时呈现学生的新奇想法,鼓励学生积极表达,成为教师关注的焦点。在新课程理念下,课堂教学的组织相对于传统教学增大了难度,如何对课堂行为进行观察记录并及时展示学生的学习成果,也成为棘手的问题,无线传屏技术可以有效地解决学生成果的呈现问题,同时也可以将学生讨论时萌生的初步设想通过录制视频,在合适的时机展示呈现。基于问题的学习(Problem-based Learning,简称PBL)[1][2]是深度学习的一种形式,它最早起源于20世纪50年代的医学教育领域,是基于建构主义课堂的一种常见思路,契合当前的教育理念,具有以下特点:①强调以学生为中心,以学生的主动学习为主;②学习内容与任务或问题挂钩,强调以问题解决为中心;③强调问题情境的真实性;④鼓励学生自主探究和争论,注重交流与合作;⑤鼓励学生对学习内容和过程进行反思;⑥教师的角色是指导认知学习技巧的教练。

在上页表中,笔者根据PBL的设计流程呈现了无线传屏技术的应用方式。

结语

无线传屏技术解决了低成本随机展示和课堂观察记录问题,教师只要应用得当,就会对课堂教学的优化起到一定的作用,但是要实现其功能最大化,还需要教师和管理者不断地更新观念,以开放的心态面对新技术,制定符合信息时代要求的学生能力评价标准,促进学生学习方式的根本转变。

作者:曾召文

无线通信技术课堂教学论文 篇3:

智慧教室控制系统设计与研究

摘要:随着经济社会和科学技术的日新月异,老师知识的传授方式和教学观念以及学生学习的方式都发生了巨大的变化。传统的多媒体控制器等设备在使用和管理方面智慧化程度不高,各种弊端日益明显,已经无法满足教师线上线下混合式教学的需求,学生完成学习任务的需求以及现代化和智能化教育的发展。智慧教室是借助物联网技术,无线通信技术、单片机技术等高科技技术构建起来的新型教室。本论文结合国内外智慧教室控制系统的发展与应用,采用比较分析法等方法对当下传统教室功能单一、管理困难等弊端进行分析,利用传感器技术、无线通信技术等技术设计出一款自动化、智能化、集中控制的智慧教室控制系统。

关键词:智慧教室WiFi传感器单片机

1 引言

2018年 6月,教育部部长陈宝生在《新时代全国高等学校本科教育工作会议》上的讲话重点强调“以本为本”、“四个回归”0,提出要大力推进教学改革,从固有的呆板的课堂教学向启发性教学进行转变,要求广大教师树立终身学习的观念,提高自身素质和育人水平,开展形式多样的教学,探究创新符合现代教育的新型教学模式,提高学生学习的积极性和主动性。从而让教师寓教于乐,让学生寓学于乐。

1.1 国内外发展现状研究

在当今智能化、现代化教育的时代大背景下,重新建设新的现代化教室、改善学习环境、整合教育教学资源是未来发展的潮流。

目前,智慧教室在我国仍处于初级发展的阶段[2]。我国的智慧教室研究偏向于理论和学习模式的探索,拥有一定的理论基础但是缺乏实践的经验。在我国,众多专家学者由于分析问题的角度,以及个人的主观能动性不同,导致观点也略有差异。其共识是加大对智慧教室创新研究的投入,注重利用国内先进的科技成果,整合教学资源,从而创新出多元化的教学互动模式,不在为了学习而学习,要求求同存异,兼顾全面发展和个性化教育。由于不同国家科学技术和教育的发展存在差异,智慧教室的发展情况也不相同,总的来说,国外智慧教室的发展早于我国[3]。统计结果表明,国外有关智慧教室的期刊、论文等文献总量远高于我国,且每年递增。由于部分西方发达国家科技水平高,基础设施和各种软硬件设备较为完善,所以已基本上完成了对智慧教室的建设,极大地促进了现代教育的发展。

2 智慧教室控制系统总体设计

2.1 需求分析

智慧教室是信息化教育发展的必经之路,怎样建设智慧教室,建设什么样的智慧教室,是目前学校管理者应该考虑的实际问题。首先,作为教室中必不可缺少的一部分,我们从教室的门窗、空调、灯光入手,进行设计。其次,我们设计的系统采用的无线网络通信技术,进行信息的传输,简单方便,快捷高效。最后,通过比较分析法结合各种模块的优缺点,选择合适的硬件模块为智慧教室控制系统的设计奠定基础。

2.2 技术分析

2.2.1 Wi-Fi无线通信技术

Wi-Fi是较为流行的一种无线通信技术,无线保真,是由IEEE组织的IEEE802.11标准制定了以太网的技术标准,性能优越,覆盖范围大、数据传输快,工作时处于2.4GHZ频段。

Wi-Fi的主要优势是在于局域网不需要使用电线,可以降低部署和扩充的成本,组网方式简单,覆盖范围广,可以不受电线的限制,所以相比较于其他几种无线通信技术,Wi-Fi技术更适合在教室中使用,数据的传输速度很快,安全可靠。

2.2.2 传感器技术

传感器是一种用于检测信息的设备,并可以将检测到的信息,进行统一的编码或转变成所需形式输出,从而对信息进行分析处理。由于传感器应用的场所和生产的技术工艺不同,因此传感器的性能也会有很大的差别。根据智慧教室控制系统需要实现的功能进行分析,本设计中用到二氧化碳传感器、温湿度传感器以及光照传感器。

2.3 系统总体设计

本智慧教室控制系统使用温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、光照传感器进行收集信息,通过Wi-Fi无线通信技术传送到单片机进行处理。系统功能框架图如图2-1所示。

3 智慧教室控制系统硬件设计

3.1 模块介绍

本系统主要由控制模块、执行模块、采集模块、监控录像模块四部分组成。由控制模块控制各模块之间的联动操作,实现温度异常时自动打开空调、二氧化碳浓度过高时自动开窗、亮度较暗时自动开灯以及课上进行视频录制。

3.2 系统的搭建

为了避免接下来线路连接的错综复杂,以及因为线路的问题而出现的各种问题,方便理清思路,因此在本系统的硬件设计中,为最大程度减少线路的连接问题,使用Altium Designer9进行硬件电路设计。其次,将步进电机驱动和风扇分别与单片机进行连接。最后连接好电源,由此构成整个系统的执行控制模块。通电测试,检查通电后,主板和各个传感器是否连接正常,指示灯是否亮起。

4 智慧教室控制系统软件设计

4.1 光照模块设计

当传感器检测到教室内的光线较暗,且灯具处于关闭状态时,自动开灯,平衡教室内的亮度。当检测到教室内的光线较亮,自动关灯。

4.2 温湿度模块设计

当温湿度传感器检测到教室内的温度过高,且空调处于关闭状态时,自动打开空调,维持适宜的室内温度。

4.3 二氧化碳模块设计

当传感器检测到教室内的二氧化碳浓度过高,且窗户处于关闭状态时,自动打开门窗,降低教室内的二氧化碳浓度。当室内的二氧化碳浓度低于安全范围时,自动关闭门窗。

5 结论

随着现代科学技术的蓬勃发展,结合当前线下教室的实际情况,研究设计出该智慧教室控制系统,结合传感器、单片机、物联网实验板、摄像头以及其他硬件设备,并且通过模拟实验,基本实现系统所设计的功能。

在本次試验中由于实验环境等外部环境以及个人知识经验等内部因素,系统还有很多地方尚需完善。(1)连接win10系统时,该系统不是很稳定。(2)智慧教室控制系统需要更加的智能化、更加的人性化功能,在该系统中只是实现了一部分功能,还有一些重要功能没有实现。在后期,本人会不断充实自我,积极学习,不断完善智慧教室的功能。

参考文献:

[1] 刘君.基于物联网技术的高校智慧教室的设计研究[J].陕西理工大学学报(自然科学版).2017(05).

[2] 张宇燕,常志华,汤显峰,李杭彩.智慧教室智能化控制系统设计与实现[J].物联网技术.2016(08).

[3] 习海旭,廖宏建,黄纯国.智慧学习环境的架构设计与实施策略[J].电化教育研究.2017(04).

[4] 陈敏敏,廉迎战,黄道燚.基于WiFi物联网的温度监控系统设计与实现[J].现代电子技术.2017(18).

[5] 刘冠群.基于物联网技术的智慧教室一体化现代教学模式构建[J].现代职业教育,2015(10):15-17.

作者简介:

马梦迪,男 物联网工程16-01,山东协和学院学生;

于丽娜,(1987-),女,硕士研究生,山东烟台,研究方向为数据通信、物联网应用技术

作者:马梦迪 于丽娜

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